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技术趋势
Technology Trends

光源评估
背光源强度的新型评估方式

文/王雪娇，东莞市沃德普自动化科技有限公司

机器视觉检测系统是通过光学系
统和半导体传感器实时自动获取图像， CCD相机 CCD相机
并通过图像处理算法获得必要信息的
镜头 镜头
一种检测系统。一般的机器视觉检测
系统包括照明系统、图像传感器、图
像采集卡以及图像处理系统。光源是
光源
机器视觉获取图像的基础，通过对光
源的改进与设计，可以高效提取出所 被测物体
需目标信息，极大地提高图像处理和
光源
识别的效率，提高系统测量精度和可 被测物体
靠性 ；反之，光源的错误使用会造成 图1：背光源打光方式。 图2：环型光打光方式。
图像处理复杂度提高，系统效率低下。 受程度，我们常说一个地方很亮而不 单位被照射面积上的光通量，指的是有
因此，光源是机器视觉获得图像的基 会说很“照”，就是人的感受，指的 多少能量发射到被照的物品表面。单位
础，是决定整个系统成败的关键因素。 就是这个地方的物品被照射后，反射 被照射面积上的光通量多，照度就高。
目前对于光源强度的评估都是以 到我们眼中的光线相对多。指定方向 两者的关联是影响光源亮度及
照度为标准，随着光源在机器视觉系 上光源光通量的多少，是亮度的决定 照度高低的物理量是共同的，即光通
统中重要性的提升，以及光源种类和 性因素，光通量多，亮度就高。 量。不同点是 ：影响光源亮度的光通
应用场景的丰富，单纯地使用照度指 照度指的是光源照射到样品上， 量，是光源表面指定方向辐射出来的
标对不同照明方式的光源进行评估， 光通量的多少 ；影响光源照度的光通
设计出来的光源并不能满足实际应用 量，是光源辐射到样品上的光通量的
需求。基于这方面的需求，本文提出 多少。两者表述不同，受外界影响因
了一种新型光源评估方式 ：背向照明 素也不同。同一只光源，指定方向上
应该采用亮度进行评估，并通过实验 光源表面辐射出来的光通量、与光源
论证了该结论。 辐射到样品上的光通量是不相等的。
图3：背光源FQ2-50X51。
特别说明 ：光源的亮度视觉感，
理论分析 正面保护膜 有时受色温影响较大。在光通量相同
机器视觉中评估光源质量的指标 的光源中，色温高的光源会产生亮度
有光通量、照度、亮度、色温、显色性、 棱镜结构 高的错误视觉感。这种“高亮度”光源，
寿命等。其中，照度、亮度都是衡量 光效并不一定比其他光源高，照度也
PET
光源强度的指标，是两个既关联又不 并不一定比其它光源高，只是一种刺
同的物理量。 眼的“虚假亮”。
亮度指的是人在看光源时，眼睛 背面保护膜 亮度指进入人眼中被感受到的光
感觉到的光亮度 ；亮度更侧重人的感 图4：棱镜膜内部结构。 线强度，照度是指被照射面得到的光

8 Mar/Apr 2018 视觉系统设计 Vision Systems Design China